JP3624362B2 - ウエハのメッキ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウエハの面上にメッキを施す場合に用いるウエハのメッキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウエハ面上にメッキを行なう場合、メッキ液の収容されたメッキ液槽にメッキ治具に装着されたウエハと陽極電極を配置し、該陽極電極からウエハに電流を通電して行なっている。この場合、ウエハ面上に形成されるメッキ膜はウエハと陽極電極の間の電場に影響され、ウエハ面近傍の電位分布が均一でないとウエハ面上に形成されるメッキ膜の膜厚も不均一になる。特にウエハの端部及び陽極電極の端部では電場が乱れ、ウエハ面上に膜厚の均一なメッキ膜が形成できないという問題がある。そのため従来は、陽極電極の大きさを調整したり、陽極電極とウエハの間に誘電体材からなる遮蔽板を入れる等の方法で電場の調整を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、陽極電極の大きさを調整したり、陽極電極とウエハの間に誘電体材からなる遮蔽板を入れて電場を調整する方法では、調整できる電場の範囲が狭く、ウエハ面の広い範囲で電場を均一にできないという問題があった。
【０００４】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ウエハ面上の広い範囲で電場を均一にでき、ウエハ面上に膜厚の均一なメッキ膜を形成できるウエハのメッキ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、メッキ液を収容したメッキ液槽内にウエハと陽極電極を対向配置し、該陽極電極とウエハ間に電流を通電してウエハ面にメッキ膜を形成するウエハのメッキ装置において、ウエハと陽極電極間にウエハと同心円状の穴を形成した誘電体材からなる誘電体平板を複数枚、ウエハと該誘電体平板の間、該誘電体平板と該誘電体平板の間、該誘電体平板と陽極電極の間にそれぞれ所定の間隙を設けて配置したことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のウエハのメッキ装置において、誘電体平板に形成された穴の径はウエハの外径よりも小さいことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、メッキ液を収容したメッキ液槽内にウエハと陽極電極を対向配置し、該陽極電極とウエハ間に電流を通電してウエハ面にメッキ膜を形成するウエハのメッキ装置において、ウエハと陽極電極間に誘電体材からなる多孔体又は誘電体材からなるメッシュ状体で形成された誘電体円筒を配置したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のウエハのメッキ装置において、誘電体円筒の内径はウエハ外径よりも小さいことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載のウエハのメッキ装置において、誘電体円筒は回転手段により回転されるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は請求項１に記載の発明に係るメッキ装置の構成を示す図である。図示するように、本メッキ装置はメッキ槽５を有し、該メッキ槽５の内部にはメッキ液Ｑが収容されている。メッキ槽５のメッキ液Ｑの中にメッキ治具４に装着されたウエハ１と陽極電極２が対向して配置され、該ウエハ１と陽極電極２の間にはウエハ１と同心円上の穴が形成された誘電体材からなる誘電体平板３−１，３−２，３−３が３枚配置されている。陽極電極２とウエハ１の間にはメッキ電源６が接続され、陽極電極２からウエハ１に電流を通電することにより、ウエハ１の面上にメッキ膜を形成する。
【００１１】
なお、図１において、７はメッキ槽５の外側に配置された外槽であり、ポンプ８でメッキ槽５の上端をオーバーフローして外槽７に流れ込んだメッキ液を恒温ユニット９及びフィルタ１０を通して、メッキ槽５の底部から注入することにより、メッキ液を循環させている。恒温ユニット９はメッキ液の温度を所定の温度（例えば常温〜６５℃）に維持するために設けている。
【００１２】
図２は誘電体平板３の形状を示す外観斜視図である。誘電体平板３は中央部にウエハ１と同心円状の穴３ａが形成された、例えば塩化ビニール又は耐熱性塩化ビニール等の誘電体材からなる。穴３ａの径はウエハ１の外径より所定寸法小さくする。上記形状の誘電体平板３−１，３−２，３−３をその中央部に形成した穴３ａがウエハ１と同心円状になるようにウエハ１と陽極電極２の間に所定の間隔（図では等間隔）に配置する。
【００１３】
図３は上記メッキ装置のウエハ１と陽極電極２の電場の解析結果を示す図で、図３（ａ）は誘電体平板が無い場合、図３（ｂ）は誘電体平板３を１枚配置した場合、図３（ｃ）は誘電体平板３を５枚（３−１，３−２，３−３，３−４，３−５）配置した場合を示す。図から明らかなように、誘電体平板が無い図３（ａ）の場合に比較し、誘電体平板３を１枚配置した図３（ｂ）の場合の方がウエハ１の面の広い範囲で電場が均一となり、更に誘電体平板３を５枚配置した図３（ｃ）の方がウエハ１の面の広い範囲で電場が均一となることが分かる。
【００１４】
図４は上記メッキ装置でウエハ１の面にメッキを施した場合のメッキ膜の膜厚分布を示す図で、図４（ａ）は誘電体平板が無い場合、図４（ｂ）は誘電体平板３を１枚配置した場合、図４（ｃ）は誘電体平板３を５枚（３−１，３−２，３−３，３−４，３−５）配置した場合を示す。メッキ膜厚は図示するように、ウエハ１に対してＹ方向（○印）及びＸ方向（△印）に調べた結果を示す。図から明らかなように、誘電体平板が無い図４（ａ）の場合に比較し、誘電体平板３を１枚配置した図４（ｂ）の場合の方がメッキ膜が均一となり、更に誘電体平板３を５枚配置した図４（ｃ）の方がメッキ膜が均一となることが分かる。
【００１５】
上記のようにウエハ１と陽極電極２の間に複数枚の誘電体平板３を配置することにより、電場がウエハ１の外部から回り込むことなく、ウエハ１の面近傍の電位がウエハ全面にわたって均一となり、結果としてウエハ１の面に析出するメッキ膜の膜厚が均一となる。また、図１のメッキ装置ではウエハ１と誘電体平板３−１、誘電体平板３−１と誘電体平板３−２、誘電体平板３−２と誘電体平板３−３、誘電体平板３−３と陽極電極２の間に隙間があるため、この隙間を通してメッキ液Ｑが出入りすることができ、メッキ液Ｑの撹拌を効果的に行なうことができるから、メッキ液Ｑの濃度及び温度を均一に保つことができ、ウエハ１の面上に形成されるメッキ膜の成長速度を一定にすることができる。
【００１６】
図５は請求項３に記載の発明に係るメッキ装置の構成を示す図である。図示するように、本メッキ装置はメッキ槽５を有し、該メッキ槽５の内部にはメッキ液Ｑが収容されている。メッキ槽５のメッキ液Ｑの中にメッキ治具４に装着されたウエハ１と陽極電極２が対向して配置され、該ウエハ１と陽極電極２の間には
誘電体材からなるメッシュ状体で形成された誘電体円筒１１を配置している。
【００１７】
図６は上記誘電体円筒１１の外観を示す外観斜視図であり、誘電体円筒１１は、例えば塩化ビニール又は耐熱性塩化ビニール等の誘電体のメッシュ状体からなり、該メッシュ状円筒１１の内径Ｄはウエハ１の外径よりも所定寸法小さくなっている。なお、該誘電体円筒１１はメッシュ状体で形成されるものに限定されるものではなく、誘電体からなる多孔体で形成してもよい。
【００１８】
また、誘電体円筒１１はウエハ１と陽極電極２の間に静止状態で配置されるのに限定されるものではなく、図７に示すように誘電体円筒１１をギヤ１２及びギヤ１３等からなる回転伝達機構を介してモータ１４で回転させるように構成しても良い。このように誘電体円筒１１をウエハ１と陽極電極２の間で回転させることにより、該誘電体円筒１１はメッキ液を撹拌するから、メッキ液撹拌装置を別途設ける必要がない。
【００１９】
上記構成のメッキ装置において、ポンプ８でメッキ槽５の上端をオーバーフローして外槽７に流れ込んだ、メッキ液を恒温ユニット９及びフィルタ１０を通して、メッキ槽５の底部から注入することにより、メッキ液を循環させる点、及び陽極電極２とウエハ１の間にはメッキ電源６が接続され、陽極電極２からウエハ１に電流を通電することにより、ウエハ１の面上にメッキ膜を形成する点は図１に示す構成のメッキ装置と同じである。
【００２０】
図８は図５に示すメッキ装置のウエハ１と陽極電極２の電場の解析結果を示す図で、図８（ａ）は誘電体円筒１１が無い場合、図８（ｂ）は誘電体円筒を配置した場合を示す。図から明らかなように、誘電体円筒が無い図８（ａ）の場合に比較し、誘電体円筒１１を配置した図８（ｂ）の場合の方がウエハ１の面の広い範囲で電場が均一となることが分かる。
【００２１】
上記のように、ウエハ１と陽極電極２の間に誘電体材からなる多孔体又は誘電体材からなるメッシュ状体で形成された誘電体円筒１１を配置することにより、電場がウエハ１の外周部から回り込むことが少なく、ウエハ１の面近傍の電位がウエハ１の全面に渡って均一となり、結果としてウエハ１の面に析出するメッキ膜の膜厚が均一となる。また、誘電体円筒１１は多孔体又はメッシュ状体で形成されているので、この多孔体又はメッシュを通してメッキ液Ｑが出入りし、メッキ液Ｑが撹拌され、メッキ液Ｑの濃度及び温度が均一になるから、ウエハ１の面上の形成メッキ膜の成長速度が一定となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１乃至２に記載の発明によれば、ウエハと陽極電極間にウエハと同心円状の穴を形成した誘電体材からなる誘電体平板を複数枚、ウエハと誘電体平板の間、誘電体平板と誘電体平板の間、誘電体平板と陽極電極の間にそれぞれ所定の間隙を設けて配置したので、下記のような優れた効果が得られる。
【００２３】
（１）ウエハと陽極電極間に誘電体平板が無い場合又は１枚の場合に比較し、電場がウエハの外部から回り込むことなく、ウエハの面近傍の電位がウエハ全面にわたって均一となり、結果としてウエハの面に析出するメッキ膜の膜厚が均一となる。
【００２４】
（２）ウエハと誘電体平板の間、誘電体平板と誘電体平板の間、誘電体平板と陽極電極の間に所定の間隙があるため、この間隙を通してメッキ液が出入りすることができ、メッキ液は攪拌されるから、めっき液の濃度及び温度を均一に保つことができ、ウエハの面上に形成されるメッキ膜の成長速度が一定となる。
【００２５】
また、請求項３乃至５に記載の発明によれば、ウエハと陽極電極間に誘電体材からなる多孔体又は誘電体材からなるメッシュ状体で形成された誘電体円筒を配置したので、下記のような優れた効果が得られる。
【００２６】
▲１▼電場がウエハの外周部から回り込むことが少なく、ウエハの面近傍の電位がウエハ全面にわたって均一となり、結果としてウエハ１の面に析出するメッキ膜の膜厚が均一となる。
【００２７】
▲２▼誘電体円筒は多孔体又はメッシュ状体で形成されているので、この多孔又はメッシュを通してメッキ液が出入りし、メッキ液が撹拌されるから、メッキ液の濃度及び温度が均一になるから、メッキ液の濃度及び温度を均一に保つことができ、ウエハの面上に形成されるメッキ膜の成長速度が一定となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明に係るメッキ装置の構成を示す図である。
【図２】誘電体平板の形状を示す外観斜視図である。
【図３】同図（ａ）〜（ｃ）は図１のメッキ装置のウエハと陽極電極の電場の解析結果を示す図である。
【図４】同図（ａ）〜（ｃ）は図１のメッキ装置でウエハ面にメッキを施した場合のメッキ膜の膜厚分布を示す図である。
【図５】請求項３に記載の発明に係るメッキ装置の構成を示す図である。
【図６】誘電体円筒の形状を示す外観斜視図である。
【図７】回転可能に構成された誘電体円筒の形状を示す外観斜視図である。
【図８】同図（ａ），（ｂ）は図５のメッキ装置のウエハと陽極電極の電場の解析結果を示す図である。
【符号の説明】
１ ウエハ
２ 陽極電極
３ 誘電体平板
４ メッキ治具
５ メッキ槽
６ メッキ電源
７ 外槽
８ ポンプ
９ 恒温ユニット
１０ フィルタ
１１ 誘電体円筒
１２ ギヤ
１３ ギヤ
１４ モータ

Claims (5)

1. メッキ液を収容したメッキ液槽内にウエハと陽極電極を対向配置し、該陽極電極とウエハ間に電流を通電してウエハ面にメッキ膜を形成するウエハのメッキ装置において、
   前記ウエハと前記陽極電極間にウエハと同心円状の穴を形成した誘電体材からなる誘電体平板を複数枚、前記ウエハと該誘電体平板の間、該誘電体平板と該誘電体平板の間、該誘電体平板と前記陽極電極の間にそれぞれ所定の間隙を設けて配置したことを特徴とするウエハのメッキ装置。
2. 前記誘電体平板に形成された穴の径は前記ウエハの外径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のウエハのメッキ装置。
3. メッキ液を収容したメッキ液槽内にウエハと陽極電極を対向配置し、該陽極電極とウエハ間に電流を通電してウエハ面にメッキ膜を形成するウエハのメッキ装置において、
   前記ウエハと前記陽極電極間に誘電体材からなる多孔体又は誘電体材からなるメッシュ状体で形成された誘電体円筒を配置したことを特徴とするウエハのメッキ装置。
4. 前記誘電体円筒の内径は前記ウエハ外径より小さいことを特徴とする請求項３に記載のウエハのメッキ装置。
5. 前記誘電体円筒は回転手段により回転されるように構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のウエハのメッキ装置。

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